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金沙江向家坝水电站二期土石围堰 混凝土防渗墙及墙下帷幕灌浆施工方案
2021-06-10 19:47:37 来源: 作者: 【 】 浏览:13次 评论:0


金沙江向家坝水电站二期土石围堰

混凝土防渗墙及墙下帷幕灌浆施工方案

1  概述

1.1  项目与工程量

二期上、下土石围堰的堰基及堰体防渗分别采用塑性混凝土防渗墙、墙下帷幕及复合土工膜斜心墙型式。上游横向土石围堰轴线位于大坝轴线上游150322m,左侧与第二期纵向混凝土围堰上游段相接,右侧与右岸地表裸露基岩相接枯水期河面宽170m,最大水深12m。围堰轴线长378.00m,堰顶高程305.00m,最大高度49.80m。下游横向土石围堰轴线位于坝轴线下游506718m,左侧与二期纵向混凝土围堰下游段相接,右侧与右岸部位河流冲积及阶地堆积物相接枯水期河面宽240m,最大水深11m。围堰轴线长530.00m,堰顶高程290.50m,最大高度37m根据前期施工情况,二期工程一标段围堰防渗墙及墙下帷幕灌浆工程量及设计参数见表1-1

1-1          混凝土防渗墙及墙下帷幕设计参数及工程量表

序号

项目名称

上游围堰

下游围堰

备注

混凝土防渗墙

1

墙厚(cm

80

80

2

最大深度(m

60

35

3

平均深度(m

40

25

4

墙顶高程(m

275

274

5

防渗墙工程量(

13298

9278

R5Mpa塑性

6

防渗墙检查孔(m

244

142.5

φ110mm

7

塑性混凝土防渗墙内埋管(m

6780

3767

PVCD91mm

8

埋管孔内回填浆液(m3

100

72

防渗墙下及延伸段帷幕灌浆

1

先导孔基岩钻孔、取芯及灌浆(m

1078

647

φ91mm

2

先导孔覆盖层钻孔(m

1090

530

φ110mm

3

基岩钻孔(m

6766

4902

φ56mm

4

帷幕灌浆(m

6766

4902

5

检查孔基岩钻孔、取芯及复灌(m

700

432

φ76mm

6

先导孔及检查孔压水试验

360

220

7

上堰右岸坡段堰顶以上钻孔(m

396

φ76mm

1.2 地质条件

1.2.1 上游横向围堰工程地质条件

1二期上游横向围堰为土石围堰,其轴线位于坝轴线上游150322m,左侧与纵向混凝土围堰相接,右侧接岸坡裸露的基岩。枯水期河面宽170m,最大水深12m。围堰最大高度51.0m,轴线长378m,堰顶高程305.00m

2围堰部位覆盖层为第四系河流冲积的砂卵砾石,大滩坝一侧覆盖层厚3855m,主河道部位1030m,靠近右岸岸边附近仅数米厚。按物质组成大体上可分为3上部为砂卵砾石层厚度819m;中部为砂层,厚2024m,顶板高程249.00263.00m;下部为含崩石的砂卵砾石层,厚度不大,一般在58m,顶板高程227.00239.00m,此外还有少量呈透镜状展布的砂壤土或淤泥质粉砂,厚度一般较小。覆盖层结构松散,强透水的砂卵砾石层有可能产生管涌,而中等透水的砂层则可能产生流土破坏,含崩石的砂卵砾石层将增加围堰地基渗墙的冲槽施工难度。

3上游横向围堰部位河床基岩面高程218248m,基岩面下游高、上游低,左侧低,右侧坡脚分布有槽。基岩为T32岩组的厚至巨厚层中细砂岩。岩层倾下游偏岸,倾角15°~30°。堰基分布的主要构造带有f22f23断层,破碎宽度510m断层两侧岩体中节理裂隙较发育其余岩体较完整。岩一般为微风化,下限高程205.00215.00m,主河道至右岸坡的表部岩石呈中等风化。钻孔压水试验表明,浅表部岩体一般属弱至中等透水范围。堰基岩体质量一般为Ⅱ~Ⅲ类,断层、夹层及其影响带岩体为Ⅳ~Ⅴ类。由于岩层倾角小,软弱夹层可能构成堰基抗滑稳定的控制性结构面,此外应重视地基渗漏问题,特别要加强断层及夹层破碎带的防渗处理。

4围堰右岸接头部位基岩为T32岩组的厚至巨厚层中细砂岩夹薄层粉砂质泥岩、泥岩,地表仅局部有厚12m的残坡积物,其余基岩裸露。节理较发育,有少量软岩及层间剪切错动带等夹层。岩体风化卸荷作用较强,中等风化水平深度2050m边坡卸荷主要沿NWW向和NEE向裂隙发生,卸荷裂隙走向与岸坡走向夹角较小,将导致接头部位产生绕渗,岩体为中等透水,采取适当延长防渗帷幕等处理处理

1.2.2  二期下游横向围堰工程地质条件

1)二期下游横向围堰亦为土石围堰,其轴线位于坝轴线下游506719m,左侧与二期纵向混凝土围堰下游段接头,河床与右岸部位为河流冲积物。枯水期河面宽240m,最大水深11m。围堰最大高度37.0m,轴线长530.0m,堰顶高程290.50m

2)下游围堰部位覆盖层主要为第四系河流冲积的砂卵砾石,主河道部位厚718m,右侧2029m,右岸在枯水期的水边地表有分布一层崩十多米厚的块石,厚十多米堆积,延伸范围80100m。围堰与右岸的接头部位为I级阶地,堆积的砂壤土或含砾砂壤土,厚3.2026.30m,基岩顶板高程247.0285.00m。基岩为T33J1-2z的泥质岩夹砂岩,呈中等至微风化。岩层倾向右岸偏下游,倾角在10°~20°。覆盖层结构一般较松散,砂卵砾石层为强透水,渗透系数k=A×10-1cm/s,可能的渗透变形形式为管涌。其中的崩块石会增加围堰地基防渗墙的冲槽施工难度。

3)围堰部位河床基岩地层为T33T34J1-2Z,除T34为砂岩外,均为细砂岩、粉(细)砂岩、粉砂质泥岩、泥岩等,泥质岩强度较低,易失水干裂崩解。基岩面高程在247.00256.00m。岩石呈中等至微风化,下限埋深在基岩面以下226m。堰基部位未见断层出露,主要结构面为岩层层面、薄煤层、破碎夹泥层等,浅表层岩石属弱到中等透水范围。

4)围堰左侧接头部位自然地形坡度20°~24°,基岩裸露,局部有13m厚的残坡积粘土夹碎石及弃渣。岩性为T33岩组的泥质粉砂岩、粉细砂岩等,强度较低。中等风化岩体的水平深度3040m,铅直深度1020m;微风化水平深度7080m,铅直深度1030m。岩体一般为弱至中等透水。

围堰防渗墙工程地层划分表见表1-2

1-2                         防渗墙造孔地层划分表

序号

项目名称

上游围堰(m2

下游围堰(m2

备 注

1

总工程量

13298

9278

2

人工回填层

3600

3024

3

新老结合大块石层

660

648

人工大块石按2m

4

原生砂砾石层

3158

1210

5

夹流砂层

2530

720

6

漂块石层

3200

2052

漂石

7

嵌    岩

150

165.6

入岩不低于0.5m

1.3  施工特性

1)墙深、量大、工期紧

本工程防渗墙总量22576m2、最大深度达60m、墙下帷幕最大深度超过45m,由于围堰防渗施工为工程直线工期,因此,工期紧张的防渗施工显得极为关键,直接影响工程总进度目标的实现。

2)地质条件复杂、施工难度大

本工程防渗施工主要有两大难处理地层,一是第②层的砂层,二是第③层的漂块石层。由于覆盖层为强透水,基岩为至中等透水,堰基可能产生的主要工程地质问题有:③层的漂块石层中厚度大,最大达27m,且有覆盖层中下部随机分布的崩块石,将地基防渗墙的成槽施工带来困难。此外,压缩变形和不均匀沉降、渗漏和渗透变形以及冲刷破坏。其中砂层具有中高压缩性和中等透水性,易产生压缩变形,而且在渗流作用下,较容易产生流土,是影响堰基稳定的关键层。

3)墙下帷幕灌浆难度较大

由于招标文件中,墙内埋管设计为PVC管,使得墙下帷幕施工不适宜采用孔口封闭法,因此在进行本标段深孔的自上而下阻塞灌浆时,难度是很大的,加之地质条件的原因,使得墙下帷幕灌浆显得难度较大。

2 编制依据与设计标准

2.1 编制依据

1) 金沙江向家坝水电站二期土建及金属结构安装工程施工招标文件(合同编号:Ⅰ标段XJB/0562

2) 金沙江向家坝水电站二期土建及金属结构安装工程施工投标文件(合同编号:Ⅰ标段XJB/0562

3)水工建筑物水泥灌浆施工技术规范(DL/T5148-2001

4)水利水电工程混凝土防渗墙施工规范(DL/T5199-2004

5)金沙江向家坝水电站左岸一期围堰混凝土防渗墙工程施工技术要求[国家电力公司中南勘测设计研究院2005-XJB(设)-003]

6)关于二期横向土石围堰塑性混凝土防渗墙及墙下帷幕部分提前施工的通知[设计通知单(向家坝施)二期土石围堰字第01]

7)二期土石围堰结构图(金向-XJB/0562-导流-01-01~08

8)金沙江向家坝水电站二期土石围堰施工技术要求[中国水电顾问集团中南勘测设计研究院2008-XJB(设)-039]

9)二期土石围堰防渗墙钢筋笼结构图(金向-XJB/0562-导流-01-09

2.2  设计标准

1)固壁泥浆:拌制泥浆的方法及工艺,使用的材料和配合比均按试验参数控制,并得到监理工程师批准,使泥浆性能指标满足有关规程、规范技术要求。泥浆应净化回收,合格泥浆重复使用。槽孔内泥浆浆面保持在槽口顶面以下3050cm范围内。

2各单孔开孔中心线位置在设计防渗墙中心线上、下游方向的误差不大于3cm

3)一期槽孔两端孔,要求严格控制孔斜率不得大于3.0,其他槽孔的孔斜率不得大于4‰;遇含孤石地层及基岩陡坡等特殊情况,应控制在6‰以内。整个槽孔孔壁应当平整无梅花孔、探头石和波浪形小墙等。

4一、二期槽孔套接孔的两次孔位中心线在任一深度的偏差值不得大于设计墙厚的1/3,并应能保证搭接墙厚不小于75cm的要求。

5一期槽孔两端孔形应便于纠正孔斜,主孔应经检查合格后,方可钻劈副孔。对一、二期槽端孔和接头槽均应分段检测并记录其孔形、孔斜情况。

6防渗墙深度应确保深入基岩面以下0.5m。为了掌握地层岩性及防渗墙底线高程,应沿防渗墙轴线每间隔15m左右布设一个先导孔,钻取芯样进行鉴定,并描述给出地质剖面图,以指导施工。两相邻主孔深度差大于1.0m时,其中间的副孔深度应取岩芯进行基岩鉴定确定,但副孔的终孔深度应同时满足:副孔孔底高程不得高于两主孔的中间位置,副孔与较深主孔之差不得大于1.0m

7槽孔终孔后应报告监理人进行孔位、孔深、槽孔宽度及孔斜全面检查验收,合格后方可进行清孔换浆。

8清孔换浆结束1h后,应达到清孔要求:孔底淤积厚度不大于10.0cm当使用一般粘土泥浆时密度不大于1.30g/cm3500/700ml漏斗粘度不大于30s,含砂量不大于10%,不含粒径大于5mm的钻渣;当使用膨润土泥浆时,密度不大于1.10g/cm3马氏漏斗粘度32s~50s,含砂量不大于6%,不含粒径大于5mm的钻渣

9清孔换浆结束经监理人验收合格后方可进行下一道工序的作业。

10二期槽孔清孔换浆结束前,应用刷子钻头清洗二期槽孔端部混凝土孔壁上的泥皮,合格标准为刷子钻头上基本不带泥屑、孔底淤积不再增加。

11清孔合格后应在4h内浇筑混凝土,因吊下设埋设件不能按时浇筑则应由监理人与承包人协商后,另行提出清标准和补充规定。要求另行做出规定。

12塑性混凝土防渗墙墙体材料性能指标要求

抗压强度R285.0MPa;抗强度T280.5MPa;初始切线模量E0=500800MPa

渗透系数K1×10-6cm/s

13原材料应满足如下性能指标:

水泥:普通硅酸盐或硅酸盐水泥,强度等级不低于42.5应通过试验选定水泥品种,其细度、安定性和凝结时间等应满足施工图纸规定的塑性混凝土性能要求。

骨料:选用金沙江的天然砂卵石、砾石和中、粗砂,最大骨料粒径应不大于40mm其含泥量不大于1%饱和面吸水率不大于1.50%

粉煤灰:可选用Ⅰ级、粉煤灰。各级粉煤灰的品质指标应符合DL/T5055-1996《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》的要求;

外加剂:各种外加剂应通过试验确定,并符合《水工混凝土外加剂技术规程》DL/T5100-1999的有关规定;

水:符合拌制混凝土用水要求

14)承包人应进行塑性混凝土室内和现场混凝土配合比试验,配合比试验和现场抽样检验的混凝土性能指标应满足:抗压强度R285.0MPa,抗拉强度T280.5 MPa,初始切线模量E0=500~800 MPa,渗透系数K201×10-6cm/s,允许渗透比降J80

混凝土入孔时的坍落度为1822cm;扩散度为3440cm; 坍落度保持15cm以上的时间应不小于1h;混凝土的初凝时间应不小于6h,终凝时间不宜大于24h;混凝土的密度不宜小于2100g/cm3;当采用钻凿法施工接头孔时,一期墙段的早期强度不宜过高。

15 混凝土运输:混凝土的拌和、运输应保证浇筑能连续进行,若因故中断,时间不宜超过40min

16浇筑混凝土采用泥浆下直升导管法,导管内径以200mm250mm为宜,导管应定期进行密闭承压试验检测。

17一个槽孔使用两套以上导管浇筑时,中心距不大于4.0m一期槽端的导管距孔端或接头管宜为1.0m1.5m,二期槽端的导管距孔端宜为1.0m。当孔底高差大于25cm时,导管应置放在该导管控制范围内的最低处。

18混凝土开浇时宜用压球法开浇,每个导管均应下入隔离塞球。开始浇筑混凝土前,应先在导管内注入适量的水泥砂浆,并准备好足够数量的混凝土,以使隔离的球塞被挤出后,能将导管底端埋入混凝土内。

19混凝土必须连续浇筑,槽孔内混凝土上升速度不应小于2m/h

20导管埋入混凝土内的深度应保持在16m之间,以免泥浆进入导管内。

21槽孔内混凝土面应均匀上升,其高差应控制在0.5m以内。至少每30min测量一次混凝土面深度,每2h测定一次导管内混凝土面深度,并及时填绘混凝土浇筑指示图,在开浇和结尾时应适当增加测量次数。

22严禁不合格的混凝土进入槽孔内。

23浇筑混凝土时,孔口应设置盖板,防止混凝土散落槽孔内。槽孔底部高低不平时,应从低处浇起。

24 应防止混凝土将空气压入导管内。

25混凝土浇筑时,在出机口或槽口入口处随机取样,检验混凝土的物理力学性能指标。

26本工程防渗墙相邻槽段接头设计采用套接型式,墙段连接施工方法的选择应确保连接可靠。体接头宜优先选用接头管法如成槽采用的是液压铣槽机,则应采用铣削法

27采用接头管法时,接头管应能承受可能的最大混凝土压力和起拔力,其表面必须平整光滑,管节之间的连接可靠:应根据预计的最大拔管()阻力,选用有足够起拔力的吊车或液压拔管机起拔接头管;对一期槽接头孔应用超声波测井仪检测其孔形情况,如造孔质量较差,应减少接头管下设深度,接头管以下混凝土用钻凿法成孔;根据塑性混凝土的初凝时间和混凝土浇筑上升图来控制接头管起拔历程,严防混凝土坍塌或堵管事故。

28)防渗墙接头处理:上游横向土石围堰左岸与二期纵向围堰大坝上游段相接,二期纵向围堰大坝上游段8#9#沉井间采用钻孔灌注桩锁口,上游横向土石围堰塑性混凝土防渗墙与钻孔灌注桩锁口采用“接头管法”进行连接,因钻孔灌注桩锁口未伸入到基岩,故要求塑性混凝土防渗墙穿过钻孔灌注桩锁口,水平伸入到8#9#沉井间,铅直方向入基岩0.50米。上游横向围堰右岸与天然河床岸坡相接,塑性混凝土防渗墙与岸坡现浇混凝土刺墙连接;下游混凝土防渗墙与二期纵向围堰大坝下游段采用混凝土刺墙接头型式连接,右岸与尾水渠下游护坡常态混凝土防渗墙相接。

29)墙下基岩灌浆可采用预埋管成孔,管底和管上端采取措施予以固定以保证埋管的垂直度

30预埋管孔位应布置在两相邻混凝土导管间的中心位置或槽孔端头。

31 埋管孔位偏差不得大于±5cm

32应保护好预埋管,防止异物坠入。

33)堰基透水率较大岩体采用单排帷幕灌浆处理,帷幕灌浆孔深为至中等偏弱水岩石(岩体透水率q10Lu),帷幕深度同时按墙底高程以上水头的0.5倍控制,孔距2.00m,帷幕灌浆合格标准为不大于5Lu

34)灌浆分两序施工,所有钻孔分段应与灌浆分段相对应,第一段段长2.0m,第二段段长3.0m,以下各段5.0m

35)二期上游土石围堰防渗墙桩号上墙幕0+000.000~上墙幕0+060.000m段近靠柔性结构段,受力情况复杂,为防止墙体在运行过程中断裂,在该段的墙体中增设钢筋笼,钢筋笼分AB两种类型,钢筋笼顶高程为272.50m,底部距槽底0.3m,纵向主筋为Φ25@200 mm其单根长度及数量根据现场实际情况定;分布筋为Φ18@400mm,单根长度根据槽段进行调整;联系筋为φ12mm其沿墙身方向间距为750mm、水平间距为1000~1200mm,可根据槽段长度及灌浆埋管情况进行调整,单根长度为790mm

3  施工布置

混凝土防渗墙的施工布置主要考虑临时施工道路、施工平台、制供浆系统、风水电系统。施工平面布置图见附图1

3.1  临时施工道路布置

防渗墙施工时,施工道路利用大坝开挖施工的上坝公路和河床开挖施工道路;在防渗墙施工平台非钻机一侧作为施工场内交通道路。左岸基坑进水至大江截流前人员交通采用轮渡方式。

3.2  膨润土制浆、供浆系统

在上游及下游左、右岸防渗墙轴线端头的平台上适当位置各布置一套泥浆系统,由制浆站、贮浆池、输送泵和管道组成。制浆站各安装2ZJ800高速泥浆搅拌机,两个150m3泥浆池,一个150 m3膨化池;站内各设置16 m3空压机供风以搅拌浆池内的泥浆,安装23PN泥浆泵供浆,供浆管道用φ100mm钢管,沿混凝土防渗墙施工平台全程敷设,每20m设一出浆闸阀。输浆干管总长700m。泥浆站布置示意图见附图2

3.3  泥浆沉淀池

为防止泥浆污染,在上、下游施工平台迎水面侧,每50米设置一个容积为100m3的泥浆沉淀回收池;施工中将槽孔内抽出的泥浆通过排浆沟流入泥浆回收池,回收池布置在工作平台非钻机侧平地上,沉淀过的浆液送到制浆站进行再生处理,弃渣则用汽车运到指定的地方弃掉。

3.4  混凝土防渗墙施工平台

混凝土防渗墙施工平台由钻机平台、导向槽、倒浆平台、泥浆沟、临时施工道路等组成。临时施工道路布置在混凝土防渗墙轴线下游侧,钻机布置在混凝土防渗墙轴线上游侧,浆、水管及施工电缆布置在钻机尾部。平台必须坚实、平坦,不得产生过大或不均匀沉降。

钻机移动平车架设在底部铺有枕木的4根轨道上,轨道采用24kg/m轻轨铺设,平车移动平台宽度不少于4.5m;倒浆平台宽2.5m,浇筑厚0.15m素混凝土;倒浆平台外侧依次设置排浆沟、施工临时道路、沉淀池。排碴涵管采用2米φ800mm混凝土预制管,埋设间距为50米。

导向槽两侧的导墙设计充分考虑冲击钻机、拔管机等设备对墙体的压力,墙体结构及标号均能满足拔管的要求。导墙结构形式设计为矩形,导墙高度1.5m,前导墙顶宽0.7m,后导墙顶宽0.8m,两墙间距1.0m,其中对大于45米和左右岸坡结合段导墙深度按照1.8米设计,并加大混凝土的配筋率,导墙设计为C20钢筋混凝土结构。导向槽混凝土浇筑采用混凝土搅拌车运输,溜槽入仓。

混凝土防渗墙施工平台剖面布置详见附图3

3.5  风、水、电系统

1)施工供风:在泥浆站各布置一台6.0m3电动空压机,满足泥浆池供风需要。

2)施工供水:防渗墙工程需供水的项目有泥浆搅拌站、混凝土防渗墙施工等。上下游供水各设置一个抽水站。主供水管沿钻机尾部沿轴线布置,需铺设水管总长度800m,主供水主管采用DN150钢管。沿混凝土防渗墙轴线方向每间隔20m设一φ50mm的分水点,后接至各施工部位。

3)施工供电:本工程施工高峰期机械设备总功率约6000kW,从大坝主变供电系统接线点引接,沿防渗墙轴线敷设电缆至各施工部位。

3.6  其他辅企设施建设

现场值班室(2×2×20m2)、机修间(2×1×50m2)、综合仓库(2×1×100m2)布置在上、下游混凝土防渗墙平台右端头,结构为活动板房。钢筋制安车间利用现有的莲花池综合加工厂。

3.7  夜间施工照明

在混凝土防渗墙施工现场两端各布置110kW的太阳灯,各台钻机附近再布置一盏碘钨灯,保证夜间施工的照明度。泥浆搅拌站等其他辅助企业采用碘钨灯照明。

3.8  主要临建工程量

主要临建工程量见表3-1

3-1                  主要辅助工程量汇总表

序号

项  目

单位

上游围堰

下游围堰

合计

导向槽

1

土石方开挖

m3

1980

2700

4680

2

导向槽混凝土C20

m3

816.75

1113.75

1930.5

3

浆沟及倒浆平台混凝土C15

m3

132

180

312

4

钢筋

kg

6883.8

9387

16270.8

5

轨道与枕木及道渣回填

m

330

450

780

泥浆站

1

土石方开挖

m3

600

600

1200

2

砖砌37cm

m2

190

190

380

3

墙底混凝土C10

m3

15

15

30

4

M7.5砂浆抹面

m2

240

240

480

5

方木结构平台(高1.5m

m2

105

105

210

6

简房

m2

105

105

210

6

金结安装

t

5

5

10

水电管线

1

供水管DN150

m

350

450

800

2

供浆管DN100

m

400

500

900

3

供电线(三相五线185

m

380

500

880

4

变压器容量

kVA

3500

2500

6000

4  先导孔施工与生产性试验

4.1  先导孔施工

1)在防渗墙施工轴线上布设先导孔,间距20m

2)施工程序:施工准备→测放孔位→预进占段→龙口槽段

3)施工流程:施工准备→放孔位→钻孔取芯→压(注)水试验→资料整理→资料上报。

4)施工方法:钻孔采用跟管钻机钻进,泥浆护壁(或水泥浆护壁)方式,覆盖层部分采用合金钻头取芯技术,基岩采用金刚石钻头钻进技术。先导孔的芯样由专业地质工程师进行地质素描。

4.2  生产性试验

1)试验内容

① 造孔设备、工艺及所采用设备的造孔工效试验;

② 清孔效果试验;

③ 接头孔施工方法、施工工艺试验;

④ 其它由监理人指示的试验项目。

2)试验部位

生产性试验部位选在防渗墙轴线上。计划在上游围堰河床段左接头附近位置选1个一期槽段作试验。

3)造孔设备、工艺及所采用设备的造孔工效实验:

① 主孔钻进

采用ZZ-5ZZ-6型冲击钻机钻孔。对钻机钻具的三种(“十字型”、“平底型”与“筒状钻头”)形式做出适应性试验。对漂卵石、孤石、架空层地层做回填粘土量调整与钻进工效关系的试验。

② 副孔钻进

副孔长度对副孔钻进的工效影响较大。初拟副孔长度为1.82.0m两种长度进行实验。副孔中遇漂石、孤石,进行孔内钻孔爆破试验。

4)清孔效果试验

采用泵吸清孔法与抽筒换浆清孔方法进行对比。

5)接头孔施工方法、施工工艺试验

接头孔施工对接头管法、钻凿套接法两种方法进行试验。

接头管法对接头管的起拔时间、每次起拔高度等参数进行确定。

钻凿套接法对接头孔的开孔时间及钻进工效进行确定。

6)试验资料的收集、整理

试验结合施工生产进行,设专职试验资料收集员,收集试验所有资料。资料的整理按试验的内容与目的和资料整理的规范化格式进行,全部试验完毕,及时提出试验报告,并交监理、设计评审核定后再上报业主。

5  总体施工程序与工艺流程

5.1  总体施工程序

工程开工→围堰预进占→预进占段防渗墙施工→围堰合龙→合龙段防渗墙施工→墙下帷幕施工

5.2  施工工艺

防渗墙施工工艺流程见图5-1

6  施工平台建造

上游围堰防渗墙顶高程为275m,下游围堰防渗墙顶高程为274m

导墙结构形式设计为矩形,导墙高度1.5m,前导墙顶宽0.7m,后导墙顶宽0.8m,两墙间距1.0m,其中对大于45米和左右岸坡结合段导墙深度按照1.8米设计,并加大混凝土的配筋率,导墙设计为C20钢筋混凝土结构。导向槽混凝土浇筑采用混凝土搅拌车运输,溜槽入仓。为了尽快开钻,保证混凝土防渗墙施工工期,在导墙混凝土中加入早强剂。

7  固壁泥浆

7.1  选用的钻孔泥浆原则

1)根据膨润土泥浆形成致密泥皮的性能,在本工程卵砾石层中能最大限度的确保槽孔孔壁的安全;

2)墙底沉渣会加大墙体的沉陷变形,大量的沉渣如果混入墙体混凝土中,会形成墙体中的薄弱部位,沉淀在混凝土表面的泥渣会降低混凝土的浇筑速度。膨润土泥浆能最大限度悬浮沉渣,减少孔底的沉淀物,保证孔底清孔1h后淤积厚度控制在10cm范围内。

3)膨润土含砂量低,不易在孔底形成砂结层,有利于泵吸法清孔。

7.2  泥浆原材料选用

根据本工程特点和设计要求,本工程拟采用湖南澧县生产的优质的Ⅱ级钙基膨润土泥浆进行护壁。分散剂为就近化工厂生产的工业碳酸钠(NaCO3);降失水增粘剂为中粘类羧甲基纤维素钠(CMC),配制泥浆用水采用金沙江江水。

7.3  泥浆配合比

配合比确定前按规定的检测项目进行膨润土性能测定,然后通过现场试验确定具体的配合比。

根据施工经验和现场试验结果,拟定的新制膨润土泥浆初步配合比见表7-1

7-1               膨润土泥浆配合比表

水(L

膨润土(kg

碳酸钠(kg

1000

6070

44.5

说明:如需加入增粘剂,拟定加入比例为水量的0.1%

7.4  泥浆制备、与检验

1)泥浆拌制选用高效、低噪音的ZJ-800型高速回转搅拌机;

2)每罐膨润土浆的搅拌时间为35min,实际搅拌时间可通过试验确定后适当调整。

3)按规定的配合比配制泥浆,各种材料的加量误差不得大于5%

4)泥浆处理剂使用前,配成一定浓度的水溶液,以提高其效果。纯碱水溶液浓度为20%CMC水溶液浓度为1.5%

5)泥浆站旁设膨润土泥浆试验室,新制膨润土泥浆检测合格后方可使用,检测项目及主要技术指标见表7-27-3

7-2            新制膨润土泥浆性能指标表

项    目

单   位

性能 指标

试 验 仪 器

备   注

密度

g/cm3

1.11.2

泥浆比重秤

漏斗粘度

s

1825

500/700ml漏斗

含砂量

-

5%

含砂量测定仪

胶体率

-

96%

量筒

稳定性

g/cm3

0.03

量筒、泥浆比重秤

失水量

L/30min

<30

失水量仪

又称滤失量

泥饼厚

mm

24

失水量仪

1分钟净切力

N/m2

2.05.0

静切力计

PH

-

79

PH试纸或电子PH

7-3                膨润土泥浆性能指标

项   目

单位

各阶段性能 指标

试验仪器

备    注

新 制

供重复使用

密度

g/cm3

<1.1

<1.25

泥浆比重秤

漏斗粘度

s

3250

3260

马氏漏斗

失水量

ml/30min

<30

<50

失水量仪

泥饼厚

mm

<3

<6

失水量仪

PH

-

711

712

PH试纸或电子PH

7.5  泥浆使用

1)新制膨润土浆需存放24h,经充分水化溶胀后使用。

2)储浆池内泥浆经常搅动,保持指标均一,避免沉淀或离析。

3)在钻进过程中,槽孔内的泥浆由于岩屑混入和其它处理剂的消耗,泥浆性能将逐渐恶化,必须进行处理。处理方法是:

在成槽施工中,将排渣管放到槽底,抽出孔底的泥浆到沉淀池,通过沉淀、循环、净化后再流入槽内;钻孔清孔时利用泥浆循环系统,将新鲜的泥浆输送到槽的上部,被使用过的泥浆通过泥浆净化系统,在沉淀池除去沉渣,然后把干净的泥浆重新送回到槽中。

4)槽内泥浆的性能指标和不同阶段泥浆性能的控制标准见表7-47-5

7-4            现场泥浆性能指标控制标准

       指 标

使用阶段

密   度(g/cm3

马氏漏斗粘度(S

含砂量(%

槽内泥浆

1.2

3040

0.6~0.8

浇筑前槽内泥浆

1.1

35

5

7-5             不同阶段泥浆性能测定项目

阶 段

膨   润   土

粘     土

鉴定土料造浆性能时

密度、漏斗粘度、失水量、静切力、塑性粘度

密度、漏斗粘度、含砂量、胶体率、稳定性

确定泥浆配合比时

密度、漏斗粘度、失水量、泥饼厚、PH

密度、漏斗粘度、含砂量、胶体率、稳定性、失水量、泥饼厚、静切力、PH

施工过程中

密度、漏斗粘度、含砂量

密度、漏斗粘度、含砂量

经过净化处理的泥浆必须在使用前进行测试。在成槽过程中,在循环浆沟中取样,检测有关指标,如超出限值,必须进行处理。如果膨润土的密度、粘性和含砂率无法满足要求,则要更换合格的膨润土。

5)在槽孔和储浆池周围设置排水沟,防止地表污水或雨水大量流入后污染泥浆。被混凝土置换出来的距混凝土面2m以内的浆液,因污染较严重,予以废弃。

8  成槽施工

8.1  槽段划分

槽段划分:上游围堰防渗墙轴线长为302.972m,轴线为折线段,共为三段,SHQ1~SHQ2段长度为29.999mSHQ2~SHQ3段长度为25.972mSHQ3~SHQ4段长度为247m。根据本工程的地质条件及施工设备的特点,借鉴于我公司在四川冶勒电站、四川硗碛、四川瀑布沟电站及深溪沟电站大坝防渗墙施工的经验,在划分槽孔时考虑副孔采用劈打法施工,以稳定钻具、提高钻孔效率为原则,将副孔长度初步确定为1.80 m1.60m,深度大于45米的槽采用短槽和长槽相接,小于45米槽段采用较长的槽段,共划分65个单元槽,具体为SHQ1~SHQ28个槽、SHQ2~SHQ37个槽、SHQ3~SHQ450个槽,槽段之间采用套接。一期槽长为3.4~5.6m,槽段内分21副或32副;二期槽长为4.9~8.0m,槽段内分32副或43副。

下游围堰防渗墙轴线长为450m,其中下墙幕0+323.0m以右部分已经完成,一期槽长一般为6.0m,槽段内分3个主孔,2个副孔;二期槽长一般为8.0m,槽段内分4个主孔,3个副孔。共划分52个单元槽。

施工中根据具体情况进行适当调整。

槽段划分见附图45

8.2  造孔施工

1)主孔施工

根据地层条件,上部采用冲击钻进,加强对块石的破碎,采用传统冲击钻进出渣方式,同时在钻孔中投入大量的黏土,一方面进行冲击挤密堵漏,另一方面提高泥浆黏度悬浮钻渣,从而提高纯钻工时率。

2)副孔施工

副孔采用上劈下钻法和抓斗法施工。在地质条件允许时尽可能的利用抓斗施工。采用钻劈法时,副孔上部以劈打为主,两侧主孔内下入接砂斗,漂卵石直接掉进接砂斗内,减少对两侧主孔的清孔次数和重复钻进时间,提高副孔纯钻施工工效;副孔下部采用三钻法施工,即先在副孔中间用冲击钻孔,成孔后再对两边小墙进行劈打。副孔劈打施工时,采用浓浆护壁。

8.3  特殊地层造孔施工

1)孔内孤石造孔爆破

造孔过程中,当遇到大孤石或墙底坡度较大的嵌岩时,选用岩芯钻机在岩石中钻孔,再将普通爆破筒下入孔内爆破,将槽孔范围内的孤石或硬岩破碎成粒径小于30~40cm的碎块后再进行钻孔施工,以利于提高工效,保证墙体在陡坡的嵌岩深度。孔内钻孔爆破采用非聚能圆筒形爆破筒进行。一般装填能够防水的胶质炸药,按q=23kg/m控制装药,用φ75塑料管制作爆破筒套下放到钻孔内,长度比爆破岩体厚度长20cm,用毫秒雷管分段起爆,爆破筒直径比钻孔孔径小3~4cm。施工时,可用细铅丝吊放入孔内,吊放前,准确丈量筒身及铅丝总长度并清洗钻孔,以保证爆破筒准确地下到设计位置。

2)孔内聚能爆破

对埋深在较密实的砂砾石或砂卵石中的大孤石群,存在着孔内坍塌或大面积漏浆的风险。采用水下裸露定向聚能爆破解决不太大的孤石、漂石,可直接增加钻孔进尺,并能很好地破坏岩石光滑面,改善钻头着力点。采用孔内定向聚能爆破前,必须事先摸清孔内情况,包括孔深、孔形、地层、孔内泥浆主要指标、孔底淤积情况、孔底岩石的岩性及硬度等,然后制订出切合实际的爆破方案。在下放爆破筒之前,进行清孔换浆,以使爆破筒能够顺利地落在岩石顶面上;为使爆破筒稳当直立,可在筒身上加焊3条支腿或做一钢筋框架。

3)架空层造孔漏浆处理

主孔造孔中发生架空层漏浆采用回填当地粘性土料加片石并用钻头冲击挤压密实。付孔劈打发生漏浆可采用回填膨胀粉、草末、稻壳、石灰、孔底注水泥浓泥浆加塑凝剂、灌注低标号混凝土等堵塞架空层。

8.4  防渗墙槽孔清孔换浆

1)清除孔内废渣的同时及时向孔内补充新鲜泥浆。

2)对二期槽,在清孔换浆前或清孔过程中应用钢丝刷子钻头刷洗一侧槽段接头砼壁的泥皮,至刷子钻头不带泥屑、孔底淤积不再增加为止。

3)泥浆净化处理

采用冲击反循环钻机造孔,泵吸反循环或气举反循环出渣,经净化后的泥浆可以再重复使用,混凝土浇注时将未被污染的泥浆抽出送至其它槽孔或泥浆池重复利用,被污染的泥浆排放到废浆池,沉渣由反铲清挖、自卸汽车运至指定的弃渣场。

9  混凝土浇筑与槽段连接

9.1  预埋灌浆管

灌浆管采用孔底和孔顶分段固定预埋法,在槽段内按布孔设计参数,将孔底灌浆管采用钢筋进行固定整体式连接与定位,然后下放,孔口段亦按同样要求进行孔位固定定位。

9.2  钢筋笼制安施工

     

   

9-1钢筋笼制安施工程序图

1)钢筋笼加工

钢筋笼加工在加工区内成型,采用分节制作,钢筋笼根据槽段情况单节制作,单节最大笼长9m。主筋采用搭接电弧焊,箍筋采用50%间隔点焊和50%铅丝绑扎。钢筋笼宽度偏差±10mm,长度偏差±5mm。钢筋笼加工前先调直主筋,焊接时主筋搭接互相错开35d,且在不少于50cm区段范围内同一根主筋不得有两处接头,同区段内接头不超过钢筋总数的50%。电弧焊采用Bx350型电焊机。钢筋笼成型后进行编号与笼身验收,合格后吊装。

2)钢筋笼安装

槽段一次清孔完成后采用25t吊车将验收合格的钢筋笼起吊,孔口搭接焊连接安装。搭接采用单面搭接焊,搭接长度不小于10d。焊接完成自检合格后,报请监理工程师现场验收,验收合格后,方可下入槽孔。钢筋笼在吊运过程及笼身入槽时,防止扭转、弯曲,要求吊直、扶稳、匀速、慢放,入槽中心位置准确,最终吊筋横担固定于孔口,同时也将预埋管同步固定于联系筋上随钢筋笼一起下设,然后进行下道工序导管安装。

9.3  水下混凝土浇筑

1)混凝土主要物理性能指标:入槽坍落度18~22cm,扩散度34~40cm。坍落度保持15cm以上的时间不小于1h;混凝土初凝时间不小于6h,终凝时间不大于24h;混凝土密度不小于2100kg/m3。混凝土配合比根据设计要求经试验确定。

2)混凝土灌注采用直升导管法。槽孔墙体预埋件安装就位后,下设φ250mm钢制导管,导管为丝扣连接。导管安装采用人工配合钻机下设,安装的间距、深度执行混凝土防渗墙施工技术规范。

3)水下混凝土浇筑采用的隔水栓为球塞式,导管距孔底的距离大于球塞的直径。根据本工程槽段长度,首次混凝土浇筑方量不少于10m3,让混凝土一举封住导管底。

4)混凝土搅拌运输车运混凝土至储料罐,再经溜槽分流进入到各根导管。在混凝土浇筑中,控制各导管均匀下料,使槽内混凝土面高差小于0.5m,根据混凝土上升速度和导管埋深及时起拔导管,槽孔内混凝土面上升速度控制在46m/h之间。

9.4  防渗墙槽段连接

上游横向土石围堰左岸与二期纵向围堰大坝上游段相接,二期纵向围堰大坝上游段8#9#沉井间采用钻孔灌注桩锁口,上游横向土石围堰塑性混凝土防渗墙与钻孔灌注桩锁口采用“接头管法”进行连接,因钻孔灌注桩锁口未伸入到基岩,故要求塑性混凝土防渗墙穿过钻孔灌注桩锁口,水平伸入到8#9#沉井间,铅直方向入基岩0.50米。上游横向围堰右岸与天然河床岸坡相接,塑性混凝土防渗墙与岸坡现浇混凝土刺墙连接;下游混凝土防渗墙与二期纵向围堰大坝下游段采用混凝土刺墙接头型式连接,右岸与尾水渠下游护坡常态混凝土防渗墙相接。

根据本工程的施工特点,槽段连接采取接头管法或钻凿法,接头管法即在清孔换浆结束后,在一期槽两端孔位置下设φ70cm钢制接头管,孔口固定,在混凝土浇筑过程中,根据混凝土初凝时间和混凝土面上升速度及上升高度起拔接头管。混凝土浇筑后接头管部位形成二期槽端孔,待二期槽成槽后连接成墙。接头管分节制作,插销连接,采用液压拔管机起拔。

9.4.1  接头管下设

按槽孔深度配置接头管。下设前检查接头管底阀是否正常,底管淤积泥砂是否清除,接头管接头的卡块、盖板是否齐全,锁块活动是否自如等,并在接头管外表面涂抹润滑油或脱模剂。

采用25t吊车起吊接头管,先起吊底节接头管,对准端孔中心,垂直徐徐下放,一直下到销孔位置,用钢管对孔插入接头管,继续将底管放下,使钢管担在拔管机抱紧圈上,松开保护帽固定螺钉,用清水冲洗接头结合面并涂抹润滑油或脱模剂,然后吊起第二节接头管,卸下接头保护帽,打开卡块盖 ,用清水将接头内圈结合面冲洗干净,对准接头插入,动作要缓慢,接头之间决不能发生碰撞,否则会造成接头唇部变形,使接头连接困难。用卡块卡接时,将卡块旋入并锁定。

吊起接头管,抽出钢管,下到第二节接头管销孔处,插入钢管,下放使其担在导墙上,再按上述方法进行第三节接头管的安装。重复上述程序直至全部接头管下放完成。

接头管下设前一定要对接头孔进行严格检测,保证接头孔的垂直度,下放过程中不能强拉硬放,防止破坏孔壁。

9.4.2  拔管

拔管法施工关键是要准确掌握起拔时间,起拔时间过早,混凝土尚未达到一定强度,出现接头孔缩孔和垮塌现象;起拔时间过晚,接头管表面与混凝土的粘结力使摩擦力增大,增加了起拔难度,甚至接头管被铸死拔不出来,造成孔内事故。为了取得混凝土初、终凝时间及拔管的参数,事前需进行混凝土拔管的模拟试验,取得拔管的合理参数。接头管法施工工艺见附图XJB/0562-FS-06

10  防渗墙质量检查

1)混凝土防渗墙成墙后,承包人将全套施工资料报监理人审核并由监理人根据施工资料指定检查的位置、数量和方法。

检查方法包括:混凝土拌和机口或槽口随机取样检查、钻孔取芯样检查、钻孔压(注)水试验、芯样室内物理力学性能试验等。必要时由其他承包人采用探地雷达、断面CT扫描等方法进行检测。

2)检查在防渗墙成墙28天以后进行。钻孔为沿轴线平均每50m一孔,每孔均做压(注)水试验,钻孔取芯为每一孔取三组试样进行。钻孔取芯试验室内物理力学性能试验,试验项目为90%的样品做抗压、抗拉强度试验,10%样品做渗透系数、允许渗透比降和初始切线模量试验,样品具体测试分配由监理人指示。

3)混凝土出机口或槽口取样试验数量与常规混凝土试验要求相同。质量检查事件数量:抗压强度试件每一个槽段成型一组;抗渗性能试件每3个槽段成型一组;弹性模量试件每10个墙段成型一组。

4)合格标准:混凝土物理力学强度指标和抗渗标准达到设计值,合格率达90%以上,不合格部分的物理力学指标必须达到设计值的70%以上,并不得集中在相邻槽孔中;压(注)水检查的标准为渗透系数K1×10-6cm/s

5)检查孔必须按机械压浆封孔法进行封孔;封孔材料为粘土水泥,土:灰=312

6)不合格的槽孔段,承包人按监理人指示进行处理,直至达到合格为止。当检查不合格时,应加倍增加检查孔孔数,直到达到合格标准。

11  特殊情况处理

11.1  漏浆处理

1)一般漏浆处理:造孔过程中,如遇少量漏浆,采用加大泥浆比重,投堵漏剂等处理,如遇大量漏浆,单孔采用投粘土钻进处理,槽孔采用投锯末、膨胀粉、水泥等堵漏材料或孔底灌注纯水泥浆处理,确保孔壁、槽壁安全。根据工程施工经验,尤其是槽孔的副孔劈打时,更应注意观察槽孔浆面的变化。

2)架空层造孔漏浆处理:主孔造孔中发生架空层漏浆采用回填当地渣土料加片石并用钻头冲击挤压密

11.2  塌孔处理

施工中遇塌孔,采用当地渣土料回填槽孔至塌孔位置以上1.5m;再用冲击钻机夯实,挤密孔壁。若坍孔较严重,可采用直升导管法回填灌筑低标号混凝土填平,重新造孔。

11.3  孔内遇孤、漂石爆破处理

1)孔内钻孔爆破

造孔过程中,当遇到大孤石或墙底坡度较大的嵌岩时,在孔内下设导向钢管,用xy-2型岩芯钻机在导向管内下钻孔。钻孔完毕,将药卷放置在小口径PVC管内形成爆破筒,用细铅丝吊放爆破筒到孔内爆破,将槽孔范围内的孤石或硬岩破碎成粒径小于30~40cm的碎块后再进行钻孔施工,以利于提高工效,保证墙体在陡坡的嵌岩深度。

孔内钻孔爆破采用非聚能圆筒形爆破筒进行。一般装填能够防水的胶质炸药,按q=23kg/m控制装药,用φ75PVC管制作爆破筒套下放到钻孔内,长度比爆破岩体厚度长20cm,用毫秒雷管分段起爆,爆破筒直径比钻孔孔径小3~4cm。施工时,可用细铅丝吊放入孔内,吊放前,准确丈量筒身及铅丝总长度并清洗钻孔,以保证爆破筒准确地下到设计位置。

2)孔内聚能爆破

采用定向聚能爆破解决不太大的孤石、漂石,可直接增加钻孔进尺,并能很好地破坏岩石光滑面,改善钻头着力点。采用孔内定向聚能爆破前,必须事先摸清孔内情况,包括孔深、孔形、地层、孔内泥浆主要指标、孔底淤积情况、孔底岩石的岩性及硬度等,然后制订出切合实际的爆破方案。在下放爆破筒之前,进行清孔换浆,以使爆破筒能够顺利地落在岩石顶面上;为使爆破筒稳当直立,可在筒身上加焊3条支腿或做一钢筋框架。

11.4  浇筑事故处理

混凝土浇筑中如出现浇筑质量事故,则优先选用清除孔内混凝土重新浇筑的方法。无论采用何种处理措施,均需要经监理工程师批准,确保墙体质量。

12  墙下帷幕灌浆施工

12.1  施工程序与工艺流程

12.1.1  施工程序

本合同标段工程按防渗墙施工进度分段施工,各分段单元工程施工安排在防渗墙周边10m以内二期槽完成后开始进行,其施工程序为:

先导孔I序号孔→II序孔→检查孔

12.1.2  工艺流程

1)灌浆孔施工工艺流程

灌浆孔施工工艺流程为:钻孔孔位检查复核→埋管段扫孔→钻机就位→钻机校正→接触段钻灌→第23段及以下段钻灌→钻孔测斜→终孔验收→灌浆封孔。

2)单段灌浆施工工艺流程

单段灌浆施工工艺流程为:孔段钻进→孔深测量→钻孔冲洗→孔段阻塞→裂隙冲洗→压水试验→灌浆→灌浆结束→进入下一循环。

3)检查孔施工工艺流程

灌浆检查孔施工工艺流程为:孔位放样→孔位复核→钻机就位→钻机校正→检查孔取芯分段钻进→孔深验收→阻塞准备(通知监理)→压水试验→下一段循环→→终孔验收→封孔→岩芯编录保存。

12.2  施工方法

1)帷幕灌浆孔钻孔

帷幕灌浆孔钻孔拟用XY-2XY-2PC两种型号的地质钻机,采用金刚石钻头钻进工艺,钻孔按自上而下分段钻进,钻孔孔径φ60mm。钻孔孔斜偏差控制在孔底偏差值不大于孔深2%,测斜仪器采用KXP-I型井斜仪。

2)钻孔冲洗

孔壁冲洗利用钻杆作导管,采用孔口敞开,孔底导水法冲洗。裂隙冲洗采用现场灌浆试验确定的施工方法。裂隙冲洗工作应进行到回清后再延续10min为止,且每段总的裂隙冲洗时间不得少于30min。其冲洗压力:水压为相应灌浆压力的80%且≤1Mpa,当临近有正在灌浆的孔或临近灌浆孔结束不足24h时,不得进行裂隙冲洗。

3)阻塞

灌浆一般采用自上而下孔内分段阻塞,阻塞器采用机械压缩胶球栓塞式阻塞器,阻塞器外径根据钻孔孔径加工配制。

4)压水试验

先导孔采用单点法,灌浆孔段灌前压水试验采用简易压水法,检查孔应采用五点法。

5)灌浆

帷幕灌浆采用自上而下、分段阻塞、孔内循环灌浆法。灌浆采用3SNS三缸柱塞泵。其灌浆控制技术要求为:

① 阻塞:接触段阻塞在墙底以上0.5m处的预埋管内,其余孔段阻塞在已灌段底0.5m处,阻塞不住时可上阻不得下阻。

② 水灰比:灌浆水泥浆液采用513121110.810.60.51(重量比)等6个比级,接触段暂按采用11开灌,灌后待凝48h;其余孔段采用31开灌,灌后不待凝。

③ 灌浆压力:灌浆压力应通过试验确定,未取得试验参数前暂按:第一段灌浆压力为0.5MPa,第二段灌浆压力为0.5 MPa逐步升至1.0 MPa,第三段自1.0 MPa开始逐步升至1.5 MPa,第四段及其以下各段均为1.5 MPa

④变浆:变浆标准为某一比级浆液注入量达300L以上,或灌注时间已达30min,而灌浆压力和注入率均无显著变化时,变浓一级;当注入率大于30L/min时,可根据具体情况越级变浆。

⑤结束标准:

采用自上而下分段灌浆法时,灌段在最大设计压力下,注入率1L/min后延灌60min结束;采用自下而上分段灌浆时,在灌段最大设计压力下,注入率≤1L/min后延灌30min结束。

6)封孔:帷幕灌浆孔灌浆结束,在监理人验收合格后采用0.51(或0.61)浓浆孔内置换后纯压式压力灌浆封孔法,封孔压力采用第1段灌浆压力。

7)记录:压水、灌浆记录采用GJY-IV型灌浆自动记录仪。

12.3  墙下帷幕施工特殊情况处理

1)灌浆过程中,灌浆压力或注入量突然改变较大时,立即查明原因,采取措施处理。

2)灌浆过程中,当发现回浆失水变浓时,换用相同水灰比的新浆进行灌注,若效果不明显,延续灌注30min ,即可停止灌注。

3)灌浆过程中,如发现冒浆、漏浆时,根据具体情况可采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇灌注等方法处理。

4)钻灌过程中如与其它灌浆孔串通,在串通部位上方0.51m处将串通孔阻塞住,灌浆孔灌浆结束并待凝24h后,再进行串通孔的扫孔、冲洗、钻进及灌浆。

5)对有涌水的孔段,灌浆前测记涌水压力和涌水量,根据涌水情况,可按下述方法处理:

① 提高灌浆压力,一般按设计灌浆压力+涌水压力作为实际灌浆压力控制;

② 灌浆结束后采取屏浆措施,屏浆时间不少于1h

③ 闭浆待凝,灌浆管路系统拆除后将孔内注满浆液,孔口封闭待凝,闭浆待凝时间视涌水压力和注入量决定,一般P<0.1MPa时,待凝24hP>0.1MPa时,待凝48h

④ 涌水孔段经上述1)~3)条处理后,重新扫孔至该段孔底,观测涌水情况。如无涌水,可直接进行下段钻灌;如仍有涌水,再次测记涌水流量、涌水压力,并进行复灌。

6)有涌水孔段计算基岩透水率时计入涌水压力。终孔段有涌水的灌浆孔是否需要加深,根据地质条件和基岩透水率确定。

7)灌浆工作连续进行,如因故中断尽早恢复灌浆,恢复灌浆时,使用开灌水灰比的浆液灌注,如注入率与中断前相近可改用中断前水灰比的浆液灌注。如恢复灌浆后,注入率较中断前减少很多,且在短时间内停止吸浆,报告监理等有关单位,作为事故孔补孔灌浆处理。

13  墙下帷幕质量检查

13.1  墙下帷幕灌浆质量检查孔的布置

1)帷幕灌浆工程的质量检查以检查孔压水试验成果为主,结合钻孔、取岩芯、物探检测(如孔内电视录象、断面CT扫描)等资料、灌浆记录和测试成果等综合评定其质量。

2)承包人在规定时间内将有关资料提交监理人,以便确定检查孔孔位。帷幕灌浆检查孔的钻孔位置按监理人指示选在:

帷幕中心线上;

层间层内错动带、岩体破碎、风化严重、裂隙发育等地质条件复杂的部位;

末序孔注入量大的孔段附近;

沿帷幕轴线每个坝段至少有一个检查孔;

钻孔偏斜过大、灌浆过程不正常等经资料分析认为可能存在对帷幕质量有影响的部位。

3)检查孔的数量不少于灌浆孔总数的10%,一个单元工程内至少布置一个检查孔。

4)对帷幕灌浆检查孔进行压水试验和回收岩芯。对岩芯加以标记,并根据需要确定是否保留。压水试验压力与先导孔灌浆压力相同或不小于1.5倍的帷幕设计水头值。检查孔压水试验结束后继续按灌浆作业程序进行灌浆和封孔。

5)检查孔压水试验的时间在该部位灌浆结束37天后进行,自上而下分段卡塞进行压水试验,采用五点法,按DL/T5148-2001附录A执行。

6)工程质量的评定标准为

上、下游围堰帷幕灌浆:帷幕底部基岩透水率不大于10Lu;上、下游围堰帷幕透水率不大于5Lu。检查孔接触段及其下一段的合格率为100%;其余各段的合格率不小于90%。不合格试段的透水率不超过设计规定的150%,且不集中,灌浆质量可认为合格。

13.2  帷幕灌浆检查孔施工方法

1)检查孔钻孔

帷幕灌浆检查孔钻机拟用XY-2型地质钻机,采用金刚石钻头钻进工艺,按自上而下分段钻进,钻孔孔径φ76mm或监理人指定孔径。钻孔按要求进行取芯、编号、装箱、编录及保存。为保证岩芯获得率,正常回次钻进长度不大于2.5m,若岩芯获得率<80%时,缩减回次钻进长度50%,直至0.5m为止。钻孔孔斜控制在孔底偏差值不大于孔深1%,测斜仪器采用KXP-I型井斜仪。

2)检查孔压水试验

帷幕检查孔压水试验采用监理人指定的单点法或五点法。压水试验按自上而下、分段钻进、分段压水。采用孔内阻塞,3SNS灌浆泵压水,GJY-IV型灌浆自动记录仪记录。阻塞器一般采用机械压缩胶球栓塞式阻塞器,当孔深大于50m时,经监理人批准拟采用机械压缩胶球孔内顶压式阻塞器

3)检查孔封孔

检查孔压水试验完成经监理人同意验收后进行封孔。封孔采用0.51(或0.61)浓浆孔内置换后纯压式压力灌浆法封孔,封孔压力采用相邻近灌浆孔第1段压力。

14  施工进度计划与强度分析

14.1  施工进度计划

根据向家坝二期工程截流施工组织设计的进度计划安排:

1)上游围堰戗堤截流及跟进填筑施工

20081026日~115日,一二期围堰间高程274m以下填筑。

20081116日~125日,左岸戗堤53m预进占。

20081119日~128日,左岸堰体跟进填筑。

2008126日~1225日,右岸戗堤65m预进占。

2008129日~1223日,右岸堰体跟进填筑。

20081226日~27日,戗堤龙口段截流合龙。

20081228日~2009120日,围堰加宽及防渗平台填筑

2)下游围堰戗堤及跟进填筑施工

20081121日~128日左岸围堰100m预进占。

2008126日~1210日右岸围堰100 m预进占。

20081228日~30日,堆石戗堤合龙。

20081231日~2009120日,围堰加宽及防渗平台填筑。

3)围堰施工

20081111日~2009210日,上游围堰防渗墙平台随着部位的提供逐步形成;

20081121日~2009420日,上游围堰防渗墙及墙下帷幕施工;

20081116日~2009210日,下游围堰防渗墙平台随着部位的提供逐步形成;

20081126日~2009410日,下游围堰防渗墙及墙下帷幕施工。

拟定施工进度计划如下:

1)生产性试验

围堰防渗施工结合向家坝一期工程施工情况,拟计划于200881日开始进行生产性试验的试验段施工,试验期3个月,在1031日前完成试验。

2)临建准备

防渗墙施工拟计划从2008101日开始,2008115日前完成泥浆站及风水电系统的准备工作。

3)预进占段防渗墙施工

上游左侧围堰占压段(55.972米)及左岸预进占段(53米)于2008118日开始该段的混凝土防渗墙施工,至12月底,左右两岸预进占段可以具备施工条件,该段总长为173.972m,其中右岸段65m,左岸段108.972m20081218日二期下游围堰左侧占压段及左岸预进占段可以开始混凝土防渗墙的施工,可以施工的部位达100m

4)龙口段防渗墙施工

龙口段防渗墙施工,根据截流总施工进度计划,20081226~27日完成上游戗堤75m龙口段截流合龙,20081221日~2009120日,围堰加宽及防渗平台填筑;20081221日~23日完成下游戗堤123m龙口段截流合龙,20081228日~2009120日,围堰加宽及防渗平台填筑, 2009127日前完成施工平台准备工作,具备开钻条件;2009128日正式开钻,上游墙200945日前完成防渗墙施工,下游墙2009331日前完成防渗墙施工。

5)帷幕灌浆施工

帷幕灌浆施工拟计划在2008121日开始进行围堰两肩延伸段的施工,墙下帷幕的施工按成墙分段原则进行相机跟进施工,最终防渗墙成墙施工段在200845日完成后,墙下帷幕计划在2008420日完成,占直线工期15天。

14.2  强度分析

1)防渗墙施工

坝基防渗墙总工程量22576m2,墙厚0.80m,有效施工工期4个月,平均施工强度分别为5644m2/月,防渗墙平均施工工效按60m2/台月计,由于防渗墙采用分期施工,设备可按5%的备用系数配备。施工中配置98台钻机,其中上游围堰配置61台,并辅助1台利勃海尔的抓斗,下游围堰配置37台,防渗墙总的生产能力可达5880m2/月,满足总施工强度的要求。所有设备可根据实际情况进行动态调配。

2)防渗墙成墙工艺时间

防渗墙最大深度分布在上游预进占段,根据招标文件资料,最大深度预计60m,龙口段最大深度预计45m60m45m深槽段成墙工艺时间表见表14-2。预进占段典型槽成墙期108天,龙口段典型槽成墙期88天。


14-2             典型槽段成墙工艺时间分配表

序号

槽段分序

工序名称

工序时间(天)

槽深60m

槽深45m

1

一期槽

主孔钻进

30

23

2

副孔钻进

20

15

3

基岩与小墙

5

5

4

清孔验收

2

2

5

混凝土浇筑

1

1

6

小计

58

46

7

二期槽

主孔钻进

25

21

8

副孔钻进

18

14

9

基岩与小墙

4

4

10

清孔验收

2

2

11

混凝土浇筑

1

1

12

小计

50

42

13

合    计

108

88

3)墙下帷幕施工

墙下帷幕施工总工程量11668m,有效总工期5个月,平均施工强度2333.6m,施工中共配置钻灌机组9个、XY-2钻机18台,生产能力大于2700m/月,其中上游配置5个钻灌机组,下游配置4个钻灌机组,可确保防渗闭气计划工期的实现,所有设备可根据实际情况进行动态调配。

4)分月施工强度表

本标段工程防渗墙施工分部位分月施工强度见表14-3

14-3          围堰基础防渗墙工程分月施工强度表

工程部位

项目名称

单位

工程量

2008

2009

11

12

1

2

3

4

上游围堰

预进占段

防渗墙施工

m2

7950

100

2000

2000

2000

1850

墙下帷幕施工

m

2500

1300

1200

龙口段

防渗墙施工

m2

5348

200

1700

1700

1600

148

墙下帷幕施工

m

2616

1000

1616

延伸段帷幕灌浆及检查

m

1650

400

500

500

250

下游围堰

预进占段

防渗墙施工

m2

1582

100

1000

482

墙下帷幕施工

m

250

250

龙口段

防渗墙施工

m2

8095

200

2700

2700

2496

墙下帷幕施工

m

2410

1600

810

延伸段帷幕灌浆及检查

m

2242

900

1000

342

合计

混凝土防渗墙

m2

22576

200

3400

6882

6400

5946

148

帷幕灌浆

m

11668

0

1300

1500

1092

4150

3626

15  主要资源配置

15.1  劳动力计划

按三班作业计算,冲击钻按2/.班,共需588名操作手;地质钻按照两钻一灌配置,每班5人,三班作业,共需135人;预埋管施工机组2个,每班8人,共48人;拔管机组2个,每班6人,共36人;浇筑机组2个,每班6人,共36人;冲浆沟人员按1/.班,共需294人;制浆站包括膨润土制浆站4个,水泥制浆站2个,其辅助生产人员每班每站按6人配置,共需要108人;吊车、混凝土搅拌车、抓斗、装载机等驾驶员36人,其他管理人员30人。防渗施工高峰人数为1311人。

15.2  主要施工机械设备计划

防渗墙施工主要机械设备配置计划见表15-1

15-1             防渗墙施工主要机械设备配置计划表

序号

设  备  名  称

型号或规格

数量(台)

功率(kW

备注

1

冲  击  钻

ZZ-5ZZ-6

98

55×98

上游61台下游37

2

液压抓斗

利勃海尔

1

3

砂石泵

6BS

20

22×20

4

液压拔管机

450t

2

22×2

上、下游各1

5

泥  浆  泵

3PNL

20

25×20

6

泥浆搅拌机

ZJ-800

12

11×12

上、下游各6

7

空  压  机

VY-6/7

2

柴油机

上、下游各1

8

水      泵

3B33

6

37×6

上、下游各3

9

潜  水  泵

QY-15

6

4×6

10

岩心钻机

XY-2

18

22×18

上游10台,下游8

11

跟  管  钻  机

SM400

2

柴油机

12

电  焊  机

BX-500

98

28×98

13

吊      车

25t

2

14

混凝土搅拌运输车

6m3

6

15

汽      车

8t平板

3

16

泥浆测试仪

3

混凝土防渗墙施工高峰期电力负荷为5000KVA,其中上游3000 KVA、下游2000 KVA,不包括混凝土拌和系统

用电

16  施工技术措施

1)砼防渗墙成槽孔施工中,始终保持孔内泥浆在导墙下30~50cm以内,随时观察泥浆液面,防止大漏浆发生,泥浆采用钙基质膨润土粉高速搅拌机搅拌,新拌制膨润土泥浆膨化24小时后使用。

2)成槽施工中遇漂石、陡坡等实施爆破裂解技术,先做出爆破方案、计划、安全措施等技术文件报监理批复,当实施水下钻孔爆坡时,槽中的导向管必须在孔口固定牢靠。在水深小于10m时,钻机移开孔位不小于5.0m。当实施水下爆破聚能爆破时,一次起爆破药量:一期槽不得大于3.0kg,二期槽不得大于2.0kg或监理规定的炸药量。

3)无论孔内定向聚能爆破还是孔内钻孔爆破,每次爆破后,槽孔内泥浆液面都有可能下降,要预先采取措施,以便及时予以补充。

水下爆破时将在地层中产生爆破地震波,在水中产生冲击波,这两种波型对槽孔的稳定和一期槽墙体质量有很大的影响。为将地震波在地层内形成的振幅、振动频率、振动速度和加速度控制在一定范围内,一方面在爆破前,根据理论公式,对爆破振动速度、振幅、振动加速度进行了计算和分析。另一方面,避免爆破震动频率与冲击钻机在施工时的自然振动频率产生的共振现象,爆破时,附近施工的钻机,处于有的暂时停止状态,有的进行冲击,有的进行抽渣。这样既减少地震波的破坏作用,又减小冲击波的破坏作用。为减少地震波和水中冲击波的破坏作用,在进行水下爆破时,采取如下相的措施:

① 尽量用带有防震筒的药筒进行水下爆破;

② 根据硬岩位置、硬度计算不同的装药量,以减少药包的重量;

③ 爆破前,尽量将孔底的沉积物抽干净,使孔底形成凹凸不平,加之孔形是不规则的几何断面,以减少部分冲击波的破坏作用。

4)槽孔的清孔采用泵吸反循环法。对二期槽,清孔换浆前或清孔过程中用钢丝刷分段刷洗槽段接头砼壁的泥皮,以达到刷子上不带泥屑,孔底淤积不再增大。若槽内下设预埋件太多,不能在4小时内开浇砼,则在砼开浇前必须进行二次清孔,二次清孔采用泵吸反循环法或气举反循环法,使孔底淤积厚度不大于设计要求。

5)槽孔的接头采用接头管法,接头管下设孔位误差±3cm,偏斜率≤0.4%,接头管在砼浇注时经常活动防止铸管,拔管段砼处于凝固状态后才能拔管,拔管的空孔段用泥浆充填,接头管的砼埋深最大允许限度由生产性试验确定,施工中不得超越此限值。

6)投入砼浇筑的导管在使用前必须进行压水试验、圆度检测、弯曲检测和强度评估,所有的试验和评估必须有监理参加旁站,不合格的导管不准使用。浇筑导管下设前参照槽孔验收单绘制配管图,再依配管图核实导管。导管采用吊车或钻机下设安装,一、二期槽距孔端距离为1.0~1.5m,当槽底高差大于0.25m时,导管调整到控制范围内的最低处。为防止起拔导管时拉动灌浆预埋管桁架,在导管接口处有防挂措施。单根导管下设安装完毕复测距孔底间距。

7)墙体灌浆预埋管制作安装必须满足强度、刚度、定位要求。预埋管依轴线灌浆孔位置下设安装。孔口固定牢靠。砼浇筑时必须由专人值守,预埋管的管口设置盖板封闭。

8)墙体的砼浇筑必须从槽孔最深导管开仓,首开仓导管的一次连续入槽砼方量使导管埋入砼中不得小于1.2m,混凝土隔水栓采用球塞法。砼连续浇筑,控制各分料口下料量均匀,保持槽内砼面高差不大于0.5m,槽内砼面的测量由专职人员进行,每罐砼下料前必须进行一次测量,测量间距不大于1.0m,导管内砼测量工作结合槽内测量交替进行。导管埋深不大于6.0m,不小于2.0m。砼浇筑时,随机检测砼熟料拌和质量,并制作2~3组试件,质检人员必须值守槽口,控制槽内砼浇筑质量。

9)防渗墙各槽孔的施工顺序在正常情况下,先完成一期槽孔施工,再钻进二期槽孔,并完成混凝土浇筑。但本工程两道防渗墙之间间距只有14m,考虑到冲击造孔时的震动,对相临墙体成槽施工可能会产生影响,易发生塌孔漏浆等孔内事故。为了保证相临墙体的成槽安全,减少施工荷载,施工时可采取减慢混凝土浇筑上升速度、缩短槽孔长度、上游墙一、二期槽孔错开布置、钻机采取分散施工布置等措施。

17、施工质量、安全保证措施

17.1质量保证措施

1、严格执行GBT/19002质量体系文件,使施工规范化、程序化。

2、建立质量管理机构,实行以项目经理为第一责任人的质量责任制。

3、对工程材料、设备均按国家有关部门颁布的现行技术规范与验收规范及监理工程师指示验收。

4、严格按设计文件、图纸及现场监理工程师的指示进行施工。

5、制定、实施质量奖惩制度,实行重奖重罚。

17.2安全保证措施

1、按照职业健康体系的要求,建立安全管理机构,实行以项目经理为第一责任人的安全责任制。

2、强化安全管理,对项目进行危险源辨识,并制定各项工艺的安全生产措施,完善安全设施。

3、严格遵守有关安全规定及施工操作的安全规程,严禁违章作业,杜绝各类安全事故。

4、制定安全奖惩制度,实行重奖重罚。

18  文明施工措施

18.1  施工排水系统

1)系统布置

本标段在防渗墙施工平台沿施工轴线布置有纵向排水排浆沟,按100m间距设置横向排水排浆沟,本工程共设置4条横向排水排浆沟,在平台外侧设置2个容积分别为250m3的泥浆沉淀回收池。

2)系统流程

施工中的废水、废浆→施工平台纵向排水排浆沟→横向排水排浆沟→纵向排水排浆沟→泥浆沉淀回收池→净化处理→达标排放

18.2  文明施工实施措施

1)对参与施工的队伍签定文明施工协议书,建立健全岗位责任制,把文明施工落到实处,提高全体施工人员文明施工的自觉性和责任感。

2)施工现场内所有临时设施按施工总平面布置图进行布置管理,使施工现场处于有序状态。

3)工区内设置醒目的施工标识牌,标明工程项目名称、范围、开竣工时间、工地负责人;所有施工管理人员和操作人员必须佩戴证明其身份的标识牌;设立监督电话,接受社会监督,提高全体施工人员的文明施工意识。

4)合理安排施工顺序避免工序相互干扰,凡下道工序对上道工序会产生损伤或污染的,要对上道工序采取保护或覆盖措施。

5)重要施工场地设有操作规程、值班制度和安全标志。

6)项目值班人员按时交接班,认真作好施工记录,不得与闲散人员玩耍。

7)值班人员遇到业主、监理检查工作时,主动介绍情况。


Tags:金沙 江向家 水电站 二期 土石 围堰 混凝土 防渗墙 帷幕 灌浆 施工 方案 责任编辑:巴山一民
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